DE102019219389A1 - Method, computer program and device for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of locomotion due to environmental influences during the operation of the means of locomotion - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fortbewegungsmittel, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. In einem ersten Schritt werden Informationen zu einer Umgebung des Fortbewegungsmittels empfangen (10). Auf Basis der Informationen zur Umgebung des Fortbewegungsmittels wird ermittelt (11), dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sind. Ein Warnsignal über zu erwartende Einschränkungen der Sensorik wird an zumindest ein Assistenzsystem des Fortbewegungsmittels ausgegeben (12). Auf Basis des Warnsignals kann das zumindest eine Assistenzsystem dann geeignete Maßnahmen einleiten (13). The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of transport due to environmental influences during the operation of the means of transport. The invention further relates to a means of locomotion in which a method according to the invention or a device according to the invention is used. In a first step, information on the surroundings of the means of locomotion is received (10). On the basis of the information on the surroundings of the means of transport, it is determined (11) that restrictions of the sensor system due to environmental influences are to be expected. A warning signal about expected limitations of the sensor system is output to at least one assistance system of the means of locomotion (12). On the basis of the warning signal, the at least one assistance system can then initiate suitable measures (13).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fortbewegungsmittel, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.The present invention relates to a method, a computer program with instructions and a device for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of transport due to environmental influences during the operation of the means of transport. The invention further relates to a means of locomotion in which a method according to the invention or a device according to the invention is used.
In modernen Kraftfahrzeugen wird eine zunehmende Anzahl von Assistenzsystemen eingesetzt. Beispielsweise beschreibt
Viele Assistenzsysteme nutzen Kamerabilder, die beispielsweise mittels einer hinter der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs verbauten Kamera erfasst werden. Beispielsweise beschreibt
Durch eine nasse oder verschmutzte Scheibe kann die Bilderfassung durch die Kamera beeinträchtigt sein, was sich wiederum negativ auf die Leistungsfähigkeit der Assistenzsysteme auswirken kann. Im ungünstigsten Fall führen Verschmutzungen der Scheibe zu einer vollständigen Blindheit der Kamera. Eine zumindest im Bereich der Kamera saubere und vollständig durchsichtige Windschutzscheibe ist daher in Hinblick auf die Funktion der Assistenzsysteme und somit auch auf die Sicherheit immer wichtiger.A wet or dirty windshield can impair image capture by the camera, which in turn can have a negative effect on the performance of the assistance systems. In the worst case, soiling of the pane can lead to complete blindness of the camera. A clean and completely transparent windshield, at least in the area of the camera, is therefore more and more important with regard to the function of the assistance systems and thus also to safety.
Verschmutzungen der Scheibe bzw. Wasser auf der Scheibe werden derzeit mit Messsystemen detektiert, die auf dem Brechungseffekt basieren und dabei aktuelle Messwerte eines Foto-Transistors auswerten. Auf Grundlage dieser Messwerte werden die Scheibenwischer angesteuert, um die Scheibe zu säubern. Eine vorausschauende Ansteuerung der Scheibenwischer ist bei solchen Messsystemen nicht möglich.Soiling of the pane or water on the pane are currently detected with measuring systems that are based on the refraction effect and evaluate current measured values of a photo transistor. Based on these measured values, the windshield wipers are activated to clean the windshield. A predictive control of the windshield wipers is not possible with such measuring systems.
Vor diesem Hintergrund beschreibt
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Lösungen zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels bereitzustellen.It is an object of the invention to provide improved solutions for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of transport due to environmental influences during the operation of the means of transport.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen gemäß Anspruch 8 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method with the features of claim 1, by a computer program with instructions according to claim 8 and by a device with the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels die Schritte:
- - Empfangen von Informationen zu einer Umgebung des Fortbewegungsmittels;
- - Ermitteln, dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sind, auf Basis der Informationen zur Umgebung des Fortbewegungsmittels; und
- - Ausgeben eines Warnsignals über zu erwartende Einschränkungen der Sensorik an zumindest ein Assistenzsystem des Fortbewegungsmittels.
- - Receiving information about the surroundings of the means of locomotion;
- - Determine that restrictions of the sensor system due to environmental influences are to be expected, based on the information on the surroundings of the means of transport; and
- - Outputting a warning signal about expected limitations of the sensor system to at least one assistance system of the means of locomotion.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels veranlassen:
- - Empfangen von Informationen zu einer Umgebung des Fortbewegungsmittels;
- - Ermitteln, dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sind, auf Basis der Informationen zur Umgebung des Fortbewegungsmittels; und
- - Ausgeben eines Warnsignals über zu erwartende Einschränkungen der Sensorik an zumindest ein Assistenzsystem des Fortbewegungsmittels.
- - Receiving information about the surroundings of the means of locomotion;
- - Determine that restrictions of the sensor system due to environmental influences are to be expected, based on the information on the surroundings of the means of transport; and
- Output of a warning signal about expected limitations of the sensor system to at least one assistance system of the means of locomotion.
Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term computer is to be understood broadly. In particular, it also includes control devices and other processor-based data processing devices.
Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program can, for example, be provided for electronic retrieval or can be stored on a computer-readable storage medium.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels auf:
- - eine Empfangseinheit zum Empfangen von durch die er Sensorik erfassten Informationen zu einer Umgebung des Fortbewegungsmittels;
- - eine Analyseeinheit zum Ermitteln, dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sind, auf Basis der Informationen zur Umgebung des Fortbewegungsmittels; und
- - eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben eines Warnsignals über zu erwartende Einschränkungen der Sensorik an zumindest ein Assistenzsystem des Fortbewegungsmittels.
- a receiving unit for receiving information about the surroundings of the means of locomotion detected by the sensor system;
- an analysis unit for determining that restrictions of the sensor system due to environmental influences are to be expected, based on the information on the surroundings of the means of locomotion; and
- an output unit for outputting a warning signal about expected limitations of the sensor system to at least one assistance system of the means of locomotion.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird im Betrieb fortlaufend bestimmt, ob Einschränkungen der Sensorik, z.B. aufgrund von Wasser oder Schmutz, zu erwarten sind. With the solution according to the invention, it is continuously determined during operation whether limitations in the sensor system, e.g. due to water or dirt, are to be expected.
Dazu können die verfügbaren Informationen z.B. hinsichtlich der Umweltbedingungen, wie Pfützen, Fahrbahnverschmutzung, etc., und sich vorausbewegender Fortbewegungsmittel untersucht werden. Bei einem erkannten Risiko, z.B. einer hohen Wahrscheinlichkeit, dass die Windschutzscheibe in unmittelbarer Zukunft verschmutzt und somit die Kamera hinter der Scheibe beeinträchtigt wird, erhalten die Assistenzsysteme eine Information über das bevorstehende Risiko. Sie können daraufhin geeignete Maßnahmen einleiten. Auf diese Weise werden eventuelle Beeinträchtigungen der Funktion der Assistenzsysteme reduziert.For this purpose, the available information can be examined, e.g. with regard to environmental conditions, such as puddles, road pollution, etc., and means of transport moving ahead. If a risk is recognized, e.g. a high probability that the windshield will be soiled in the immediate future and thus the camera behind the window will be impaired, the assistance systems receive information about the impending risk. You can then initiate suitable measures. In this way, any impairment of the function of the assistance systems is reduced.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die Informationen zur Umgebung des Fortbewegungsmittels durch einen Regensensor, einen Lichtsensor, eine Kamera, einen Radarsensor, einen Lidarsensor oder einen Ultraschallsensor bereitgestellt. Neben den vorhandenen Regeninformationen vom Regensensor und Informationen über die Lichtverhältnisse vom Lichtsensor können insbesondere Bilder der Kamera oder Lidardaten in Bezug auf die Umweltbedingungen untersucht werden, z.B. auf das Vorhandensein von Pfützen oder Fahrbahnverschmutzungen. Zudem kann aus den Kameradaten, den Lidardaten oder den Radardaten das Vorhandensein sich vorausbewegender oder entgegenkommender Fortbewegungsmittel bestimmt werden. Alle diese Faktoren haben Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit, dass Einschränkungen der Sensorik auftreten.According to one aspect of the invention, the information about the surroundings of the means of locomotion is provided by a rain sensor, a light sensor, a camera, a radar sensor, a lidar sensor or an ultrasonic sensor. In addition to the available rain information from the rain sensor and information about the lighting conditions from the light sensor, images from the camera or lidar data in particular can be examined in relation to the environmental conditions, e.g. for the presence of puddles or road contamination. In addition, the presence of forward or oncoming means of locomotion can be determined from the camera data, the lidar data or the radar data. All of these factors influence the likelihood that sensor limitations will occur.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfolgt das Ermitteln, dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sind, mittels eines KI-Systems. KI-Algorithmen sind besonders geeignet, um in Anbetracht der gegebenen Umfeldinformationen die Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, ob und wie stark die Windschutzscheibe verschmutzt bzw. die Sensorik beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann ein solches KI-System zunächst im Rahmen von Testfahrten angelernt werden und im Fahrbetrieb dann die aktuellen Messwerte für ein definiertes Zeitfenster auswerten.According to one aspect of the invention, the determination that limitations of the sensor system due to environmental influences are to be expected takes place by means of an AI system. AI algorithms are particularly suitable for determining the probability of whether and to what extent the windshield is soiled or the sensors are impaired, taking into account the given information about the surroundings. For example, such an AI system can first be learned in the course of test drives and then evaluate the current measured values for a defined time window during driving.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung veranlasst das zumindest eine Assistenzsystem in Reaktion auf das Warnsignal eine Steigerung einer Menge an erfassten Streckendaten oder Objektdaten oder nimmt eine Vorausberechnung von Trajektorien des Fortbewegungsmittels oder anderer Verkehrsobjekte für einen erweiterten Zeitraum vor. Bei einer erkannten potenziellen bevorstehenden Gefahr durch Blindheit der Sensorik werden möglichst viele Strecken- und Objektdaten erfasst, d.h. mehr als im Regelfall, um die Phase der drohenden Blindheit sicher durchfahren zu können. Dazu können insbesondere Objektedaten für einen erweiterten Zeitraum gesammelt werden. Zudem können die vorausberechneten Trajektorien des Fortbewegungsmittels sowie der anderen Verkehrsobjekte für einen erweiterten Zeitraum berechnet werden. In normalen Situationen wird eine Trajektorie von ca. 3-4 Sekunden prädiziert. Bei einer erkannten bevorstehenden Gefahr kann diese Zeit erhöht werden, um einen größeren prädizierten Zeitraum abzudecken. Dazu können gegebenenfalls auch sonst nicht relevante Trajektorien gespeichert werden, um die Gefahrenzeit mit validen Informationen zu überbrücken. Falls es dann tatsächlich zu einer Sensorblindheit oder Sensoreinschränkung kommt, können sich die Assistenzsysteme auf Basis der zuvor berechneten Trajektorien des Fortbewegungsmittels und der Verkehrsobjekte orientieren und so die Phase der Blindheit mit einem minimalen oder zumindest deutlich reduzierten Gefahrenpotenzial durchfahren.According to one aspect of the invention, the at least one assistance system causes an increase in the amount of recorded route data or object data in response to the warning signal or carries out a precalculation of trajectories of the means of transport or other traffic objects for an extended period of time. When a potential impending danger due to blindness of the sensor system is recognized, as much route and object data as possible is recorded, ie more than as a rule, in order to be able to safely drive through the phase of impending blindness. For this purpose, object data in particular can be collected for an extended period of time. In addition, the precalculated Trajectories of the means of transport and the other traffic objects are calculated for an extended period of time. In normal situations, a trajectory of approx. 3-4 seconds is predicted. If an imminent danger is recognized, this time can be increased in order to cover a larger predicted period. For this purpose, trajectories that are otherwise irrelevant can also be stored in order to bridge the danger time with valid information. If sensor blindness or sensor limitation actually occurs, the assistance systems can orient themselves on the basis of the previously calculated trajectories of the means of transport and the traffic objects and thus drive through the phase of blindness with a minimal or at least significantly reduced risk potential.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung führt das zumindest eine Assistenzsystem in Reaktion auf das Warnsignal ein Bremsmanöver oder ein Ausweichmanöver durch. In Abhängigkeit von der Schwere der Einschränkungen der Sensorik und der Verkehrssituation kann es ausreichen, lediglich die Geschwindigkeit zu reduzieren und den Abstand zu weiteren Verkehrsteilnehmern zu erhöhen. Falls es die Verkehrssituation zulässt, können auch Eingriffe in die Längs- und Querdynamik durchgeführt werden, um z.B. eine Pfütze oder Spritzwasser etc. zu umfahren und somit die Gefahr der temporären Blindheit der Sensorik zu vermeiden. Abhängig von der Verkehrssituation reicht dazu unter Umständen ein Abbremsen oder aber ein einfaches Ausweichmanöver. Diese Manöver werden auf Basis von vorab berechneten Objekt-Trajektorien möglichst unfallverhindernd bzw. gefahrenminimierend durchgeführt. Im Notfall können die Assistenzsysteme einen sicheren Zustand herbeiführen, z.B. durch eine Notbremsung.According to one aspect of the invention, the at least one assistance system carries out a braking maneuver or an evasive maneuver in response to the warning signal. Depending on the severity of the sensor system's limitations and the traffic situation, it may be sufficient to simply reduce the speed and increase the distance to other road users. If the traffic situation permits, interventions in the longitudinal and transverse dynamics can be carried out, e.g. to avoid a puddle or splash water, etc. and thus avoid the risk of temporary blindness of the sensors. Depending on the traffic situation, braking or a simple evasive maneuver may be sufficient. These maneuvers are carried out on the basis of previously calculated object trajectories to prevent accidents or minimize risks as much as possible. In an emergency, the assistance systems can bring about a safe state, e.g. by emergency braking.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird in Reaktion auf das Warnsignal ein Scheibenwischer des Fortbewegungsmittels aktiviert, eine Warnung an einen Bediener des Fortbewegungsmittels ausgegeben oder eine Information über eine Gefahrenstelle an ein Backend übermittelt. Durch die prädiktive Ansteuerung der Scheibenwischer kann die Phase der Einschränkung der Sensorik minimal kurz gehalten werden. Die Warnung an den Bediener sorgt zudem dafür, dass dieser sich nicht ausschließlich auf die Assistenzsysteme verlässt, sondern der Steuerung des Fortbewegungsmittels eine erhöhte Aufmerksamkeit widmet. Die Übermittlung von Informationen zu Gefahrenstellen an ein Backend ermöglicht es, diese anderen Verkehrsteilnehmern zur Verfügung zu stellen und so die Verkehrssicherheit insgesamt zu erhöhen.According to one aspect of the invention, a windshield wiper of the means of transport is activated in response to the warning signal, a warning is output to an operator of the means of transport or information about a hazard is transmitted to a backend. Thanks to the predictive control of the windshield wipers, the phase in which the sensors are restricted can be kept as short as possible. The warning to the operator also ensures that he does not rely exclusively on the assistance systems, but that he pays increased attention to the control of the means of transport. The transmission of information on dangerous spots to a backend makes it possible to make this available to other road users and thus to increase road safety overall.
Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem (teil-)autonom oder manuell gesteuerten Fortbewegungsmittel eingesetzt. Bei dem Fortbewegungsmittel kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug handeln, aber auch um ein Schiff, ein bemanntes oder unbemanntes Fluggerät, z.B. eine Drohne oder einen Volocopter, etc.A method according to the invention or a device according to the invention is preferably used in a (partially) autonomous or manually controlled means of locomotion. The means of transport can in particular be a motor vehicle, but also a ship, a manned or unmanned aircraft, e.g. a drone or a Volocopter, etc.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
-
1 zeigt schematisch ein Verfahren zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels; -
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels; -
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reduzieren von zu erwartenden Einschränkungen einer Sensorik eines Fortbewegungsmittels durch Umgebungseinflüsse beim Betrieb des Fortbewegungsmittels; und -
4 stellt schematisch ein Fortbewegungsmittel dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist.
-
1 shows schematically a method for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of locomotion due to environmental influences during the operation of the means of locomotion; -
2 shows a first embodiment of a device for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of locomotion due to environmental influences during the operation of the means of locomotion; -
3 shows a second embodiment of a device for reducing expected restrictions of a sensor system of a means of locomotion due to environmental influences during the operation of the means of locomotion; and -
4th shows schematically a means of locomotion in which a solution according to the invention is implemented.
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.For a better understanding of the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. It goes without saying that the invention is not restricted to these embodiments and that the features described can also be combined or modified without departing from the scope of protection of the invention as defined in the appended claims.
Die Empfangseinheit
Der Prozessor
Die Speicher
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Empfangen von Informationen zu einer Umgebung des FortbewegungsmittelsReceiving information about the surroundings of the means of locomotion
- 1111
- Ermitteln, dass Einschränkungen der Sensorik durch Umgebungseinflüsse zu erwarten sindDetermine that limitations of the sensors due to environmental influences are to be expected
- 1212th
- Ausgeben eines Warnsignals an ein AssistenzsystemOutput of a warning signal to an assistance system
- 1313th
- Einleiten geeigneter MaßnahmenInitiation of suitable measures
- 2020th
- Vorrichtungcontraption
- 2121
- EingangEntrance
- 2222nd
- EmpfangseinheitReceiving unit
- 2323
- AnalyseeinheitAnalysis unit
- 2424
- AusgabeeinheitOutput unit
- 2525th
- KontrolleinheitControl unit
- 2626th
- AusgangExit
- 2727
- SpeicherStorage
- 2828
- BenutzerschnittstelleUser interface
- 3030th
- Vorrichtungcontraption
- 3131
- SpeicherStorage
- 3232
- Prozessorprocessor
- 3333
- EingangEntrance
- 3434
- AusgangExit
- 4040
- FortbewegungsmittelMeans of transportation
- 4141
- AssistenzsystemAssistance system
- 4242
- SensorikSensors
- 4343
- Navigationssystemnavigation system
- 4444
- DatenübertragungseinheitData transmission unit
- 4545
- SpeicherStorage
- 4646
- Netzwerknetwork
- 5050
- BackendBackend
- 420420
- Regensensorrain sensor
- 421421
- LichtsensorLight sensor
- 422422
- Kameracamera
- 423423
- RadarsensorRadar sensor
- 424424
- LidarsensorLidar sensor
- 425425
- UltraschallsensorUltrasonic sensor
- UU
- Informationen zu einer UmgebungInformation about an environment
- WW.
- WarnsignalWarning sign
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015222061 A1 [0002]DE 102015222061 A1 [0002]
- DE 112009000949 T5 [0003]DE 112009000949 T5 [0003]
- EP 1674356 A1 [0006]EP 1674356 A1 [0006]
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2019
- 2019-12-11 DE DE102019219389.7A patent/DE102019219389B4/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |